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Radialkolbenpumpe
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Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe, umfassend einen ersten
Gehäuseteil mit zylindrischer Außenfläche, einen in dem ersten Gehäuseteil drehbar
gelagerten Antriebsexzenter, mehrere um den Antriebsexzenter herum in dem ersten
Gehäuseteil radial angeordnete Pumpenzylinder, einen die zylindrische Außenfläche
des ersten Gehäuseteils umschließenden, die Pumpenzylinder unter Bildung von Förderräumen
nach außen dicht verschließenden, hohlzylindrischen zweiten Gehäuseteil, in den
Pumpenzylindern gegen den Druck von Rückholfedern von dem Antriebsexzenter verschiebbare
Kolben, die Förderräume jeweils mit einem gemeinsamen Einlaß-Sammelraum verbindende
Einlaßventile und die Förderräume jeweils mit einem gemeinsamen Auslaß-Sammelraum
verbindende Auslaßventile.
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Radialkolbenpumpen dieser Art sind beispielsweise aus der britischen
Patentschrift 13 02 163 oder der deutschen Auslegeschrift 25 57 731 bekannt. Das
Gehäuse dieser Pumpen besteht aus Grauguß, um bei den im Betrieb auftretenden hohen
Hydraulikdrücken Leckagen aufgrund von Materialatmungen im Bereich der Zylinderbohrungen
zu verhindern. Dieses Material ist jedoch relativ schwer, was im Hinblick auf die
bevorzugte Anwendungsform der Radialkolbenpumpen bei Hydraulikanlagen
von
Kraftfahrzeugen unerwünscht ist.
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Es wurde bereits versucht, das Gehäuse derartiger Radialkolbenpumpen
zur Gewichtsminderung aus Aluminium herzustellen. Der zweiter die Zylinderbohrungen
verschließende Gehäuseteil mußte allerdings sehr dickwandig ausgeführt sein, was
zu einer im Hinblick auf den bevorzugten Anwendungsfall ebenfalls unerwünschten
Vergrößerung der Radialabmessungen führte. Insbesondere bei höheren Temperaturen
konnte jedoch trotzdem das "Atmen" des Materials bedingt durch den Hydraulikdruck
in den Pumpenzylindern nicht vollständig vermieden werden, was zu einer Verschlechterung
des Wirkungsgrads durch die entstehende Leckage führte.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Radialkolbenpumpe mit gegenüber
herkömmlicher Radialkolbenpumpen verringertem Gewicht anzugeben, bei welcher trotz
Verwendung von Materialien mit relativ geringem spezifischen Gewicht insbesondere
bei höheren Temperaturen keine Wirkungsgrad verschlechternden Lecks auftreten.
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Ausgehend von der eingangs näher erläuterten Radialkolbenpumpe wird
diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest der zweite Gehäuseteil
aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht, daß auf den zweiten Gehäuseteil
eine zumindest den Bereich der Pumpenzylinder umschließende Hülse aufgepreßt ist,
deren Innendurchmesser vor dem Aufpressen etwas kleiner als der Außendurchmesser
des zweiten Gehäuseteils im Bereich der Pumpenzylinder ist und daß die Hülse aus
einem Material besteht, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient kleiner als der Wärmeausdehnungskoeffizient
des Materials des zweiten Gehäuseteils ist. Zur Gewichtsminderung bestehen vorzugsweise
beide Gehäuseteile aus Aluminium bzw.
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einer Aluminiumlegierung. Der zweite Gehäuseteil kann relativ geringe
Wandstärke haben, da seine Festigkeit im wesentlichen von der aufgepreßten Hülse
herrührt. Der kleinere Wärmeausdehnungskoeffizient der Hülse stellt sicher, daß
die Spannkraft
der Hülse auch bei Erwärmung nicht nachläßt.
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Das Material der Hülse sollte eine relativ hohe Festigkeit haben.
Bei geeigneter Dimensionierung kann Stahl verwendet werden.
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Soweit zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil beiderseits
der Pumpenzylinder in Umfangsrichtung verlaufende Dichtringe angeordnet sind, wird
eine Anordnungsweise bevorzugt, bei der die Hülse diese Dichtringe in radialer Projektion
überlappt.
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Bei bekannten Radialkolbenpumpen müßten an dem Gehäuse zusätzliche
Flansche angegossen sein, oder aber die Gehäusewände müssen so stark bemessen sein,
daß sie Befestigungsbohrungen aufnehmen können. Derartige Befestigungsorgane sind
entweder herstellungstechnisch aufwendig oder aber sie erhöhen das Gewicht der Radialkolbenpumpe
unverhältnismäßig. Diese Nachteile werden vermieden, wenn die Wand der Hülse stirnseitig
zur Bildung eines Befestigungsflansches radial nach außen gebogen ist.
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Der Herstellungsaufwand der Radialkolbenpumpe kann weiter vermindert
werden, wenn der zweite Gehäuseteil eine zu einer seiner axialen Stirnseiten weisende
Schulter aufweist, an der eine Gegenfläche des ersten Gehäuseteils anliegt. Die
genannte Stirnseite des zweiten Gehäuseteils kann, nachdem sie aus leicht deformierbarem
Aluminium besteht, zur Befestigung an dem ersten Gehäuseteil zumindest bereichsweise
um eine den Durchmesser verkleinernde Ringschulter des ersten Gehäuseteils gebogen
bzw. gebördelt sein.
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Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer
Zeichnung näher erläutert werden, in der ein teilweiser
Längsschnitt
durch eine Radialkolbenpumpe für Kraftfahrzeug-Hydraulikanlagen dargestellt ist.
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Das Gehäuse der Radialkolbenpumpe besteht aus zwei becherförmigen
Gehäuseteilen 1, 3, die mit einander zugewandten Böden 5, 7 gleichachsig ineinander
angeordnet sind. Die Gehäuseteile 1 und 3 haben kreiszylindrische Wände 9 bzw. 11,
die mittels zwei im axialen Abstand voneinander angeordneten, in Umfangsnuten am
Außenmantel der zylindrischen Wand 9 angeordneten Dichtringen 13 bzw. 15 gegeneinander
abgedichtet sind. Eine nach innen vorspringende, zur Stirnseite 17 des Gehäuseteils
3 weisende Ringschulter 19 bildet einen Sitz für eine entgegengerichtete Schulter
am Boden 5 des Gehäuseteils 1. Die Stirnseite 17 ist über eine nach innen eingezogene,
schräge Ringschulter 21 eingebördelt und befestigt den Gehäuseteil 1 in dem Gehäuseteil
3.
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In dem Gehäuseteil 1 ist eine Exzenterwelle 23 drehbar gelagert, deren
inneres Ende 25 in einem Gleitlager 27 des Bodens 5 sitzt. Das andere Ende der Exzenterwelle
23 ist in einem Gleitlager 29 einer Hülse 31 gelagert, die die öffnung des Gehäuseteils
1 verschließt und mittels eines Dichtrings 33 gegen den Innenmantel des Gehäuseteils
1 abgedichtet ist.
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Ein vorzugsweise doppellippiger Radialwellendichtring 35 dichtet den
Exzenterraum 43 zur Atmosphäre hin ab.
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Die Exzenterwelle 23 weist zwischen ihren beiden Lagerstellen einen
Exzenter 39 auf, dessen Exzentrizität durch eine strichpunktierte Linie 41 angedeutet
ist. Der Exzenter 39 läuft in einer durch den Innenmantel der Wand 9, dem Boden
5 und der Hülse 31 gebildeten Kammer 43 und treibt mehrere Kolben 45 an, die abgedichtet
in radial mit gleichem Winkelabstand voneinander angeordneten Zylinderbohrungen
47 der Wand 9 des Gehäuseteils 1 geführt sind. Jeder der Kolben 45, von denen in
der Zeichnung lediglich einer dargestellt ist, ist topfförmig ausgebildet und wird
mit seinem Boden 49 von einer im
Inneren des Kolbens 45 angeordneten,
gegen die Wand 11 abgestützten Schraubendruckfeder 51 gegen einen Ring 53 gedrückt,
der in einem Gleitlager 55 auf dem Exzenter 39 drehbar gelagert ist.
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Die Kammer 43 steht mit einem nicht dargestellten Zuleitungsanschluß
in Verbindung und dient als Einlaß-Sammelraum für Hydraulikflüssigkeit. Als Einlaßventile
dienen Kolbenbohrungen 57, die von den inneren Stirnkanten der Zylinderbohrungen
47 gesteuert werden. Als Auslaßventile sind Rückschlag-Druckventile 59 vorgesehen,
die jeweils einen von der Zylinderbohrung 47 zu einem gemeinsamen Auslaß-Sammelraum
61 zwischen den beiden Böden 5 und 7 führen. Eine Anschlußöffnung des Auslaß-Sammelraums
61 ist bei 63 dargestellt. Die der Kammer 43 zugeführte Hydraulikflüssigkeit wird
während der Einwärtsbewegung der Kolben 45 über die Kolbenbohrungen 57 in die Zylinderbohrung
47 eingesaugt und während der Auswärtsbewegung der Kolben 45 über das Rückschlag-Druckventil
59 in den Auslaß-Sammelraum 61 ausgeschoben.
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Die Gehäuseteile 1 und 3 bestehen aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung.
Die Wand 11 des Gehäuseteils 3 ist relativ dünn und würde dem Hydraulikdruck in
den Zylinderbohrungen 47 nicht ohne Leckverluste standhalten, was zu einem schlechteren
Wirkungsgrad der Pumpe führen würde. Auf den Außenmantel der Wand 11 ist deshalb
eine Hülse 65 axial aufgepreßt, deren Innendurchmesser im nicht aufgepreßten Zustand
etwas kleiner als der Außendurchmesser der Wand 11 ist. Die axiale Länge der Hülse
65 ist so bemessen, daß sie in radialer Projektion die Dichtringe 13 bzw. 15 vollständig
überlappt. Die Hülse 65 besteht aus einem Material, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient
kleiner ist als der des Aluminiummaterials des Gehäuseteils 3. Damit ist sichergestellt,
daß auch bei höheren Betriebstemperaturen keine Lecks zwischen den Gehäuseteilen
1 und 3 auftreten können. Die Hülse 65 besteht insbesondere aus Stahl.
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In der Zeichnung ist strichpunktiert ein Befestigungsflansch 67 angedeutet,
der als integraler Bestandteil der Hülse 65 aus deren stirnseitigem Ende radial
nach außen abgebogen ist.